CRI-Wert vs Farbtemperatur (CCT)

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Moderator: T.Hoffmann

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spacyaldesign
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Mo, 19.12.22, 00:29

Hallo,

ich habe eine kurze Frage:
kann eine Lichtquelle mit sehr niedriger Farbtemperatur (z.B. 1000K) immer noch einen hohen CRI haben? Gibt es einen Punkt ab wann der CRI Wert abnimmt bzw. "nicht mehr hoch sein kann"?

Bzw. gibt es eine 1000K LED überhaupt? Oder entspricht das einer roten (620nm-650nm) LED?

Ich möchte für ein Projekt den "schwarzen Strahler immitieren"... also eine Simulation dessen ... ich will also beim Dimmen unterschiedliche Farbtemperaturen (1000K-3000K) ablaufen... ähnlich dem Dim-to-Warm aber mit noch niedriger Start-Farbtemperatur. Evtl. hat jemand Anregungen wie ich das umsetzen könnte?
Gleich vorweg: es geht um ein Kunstprojekt

Mein Testaufbau: 3 LEDs eine mit 620nm, eine mit 1800K und eine mit 3000K
Mein Problem ist: Wenn ich eine rote LED und eine ultrawarmweisse LED mische wirkt das Licht nicht mehr "natürlich", ich hätte mir erhofft wenn ich das mache bei einer nidrigeren Farbtempatur zu landen... Leider kann ich es nicht messen, den der CRI-Wert ist im Messbereich "under", weil das Messgerät nur von 1600-10000K misst.

Ich suche also nach Lösungsansätzen wie ich eine natürlichere "Kurve" bei der Farbtemperaturänderung hinbekomme.

Grüße!
Borax
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Mo, 19.12.22, 08:57

Hallo spacyaldesign,
welcome on board!
Schwieriges Thema...
kann eine Lichtquelle mit sehr niedriger Farbtemperatur (z.B. 1000K) immer noch einen hohen CRI haben?
Ja. Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Farbwiedergabeindex
Der Farbwiedergabeindex ist nicht von einer bestimmten Farbtemperatur abhängig. Jede Lichtquelle, die das Spektrum einer Referenzlichtquelle gleicher korrelierter Farbtemperatur im Bereich der sichtbaren Wellenlängen perfekt nachbildet, erreicht einen Farbwiedergabeindex von 100.
Das Problem ist die Referenzlichtquelle. Für sehr niedrige Farbtemperaturen bietet sich eine klassische Glühbirne an (hinreichend stark gedimmt). Für den Bereich 1000K bis 1800K wirst du zusätzlich zum rot auch noch gelb brauchen. Der Anteil gelb ist zwar klein, aber nicht null. Und möglicherweise auch noch Tiefrot (~670 nm). Oder halt einfach eine Glühbirne verwenden. Hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Farbtemperatur gibt es das Spektrum von 1000K bis 20000K.
Die 1000K Kurve sieht so aus:
Black_body_visible_spectrum_page_0001.gif
Black_body_visible_spectrum_page_0001.gif (5.79 KiB) 1343 mal betrachtet
ustoni
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Mo, 19.12.22, 09:34

Der Strahlungsanteil im sichtbaren Bereich dürfte so gering sein, dass davon nichts zu sehen sein dürfte.
Hier kann man mit Start- und Endwellenlänge sowie Farbtemperatur etwas spielen:
https://www.opticsthewebsite.com/OpticsCalculators
Bei 1000K erfolgt die Strahlung praktisch nur noch im Infrarotbereich.

Simulieren kann man das recht einfach:
Einfach einen Eisenstab auf 727°C erhitzen, kommt der Sache dann ziemlich nahe. :lol:
Das ergibt eine ziemlich dunkle Rotglut - vorausgesetzt man betrachtet es in einem vollständig abgedunkelten Raum.
JackyDean
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Mo, 19.12.22, 10:05

Die Simulation wird mit farbigen LEDs (rot, tiefrot oder gelb) nur bedingt gut funktionieren, befürchte ich. Anders als eine extrem gedimmte Glühlampe würden diese LEDs keine gleichmäßig verlaufenden Spektren erzeugen sondern die typischen deutlichen Peaks.

Was man ggf. probieren könnte, wären Phosphor Farb-LEDs. Also Phosphor-Rot, Phosphor-Orange usw. Sollte es mittlerweile alles geben. Das gemischt mit normal warmweißen LEDs (3.000K) könnte dem Spektrum einer gedimmten Glühlampe nahe kommen und auch der CRI sollte dann entsprechend hoch sein.

ARRI Orbiter und andere hochwertige Filmscheinwerfer arbeiten genau so. Also mit Phosphor RED, Phosphor Orange und hier ist auch noch ein Phosphor Lime dabei + 3 weitere reine Farb-LEDs. Wirklich weiße LEDs werden da gar nicht mehr eingesetzt. Für deinen Fall kann man das aber abkürzen. 3.000K. Phosphor Red & Phosphor Orangen sollte den relevanten Bereich abdecken.
spacyaldesign
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Mo, 19.12.22, 14:25

Danke euch alle für die hilfreichen Kommentare!!
Das Problem ist die Referenzlichtquelle. Für sehr niedrige Farbtemperaturen bietet sich eine klassische Glühbirne an (hinreichend stark gedimmt). Für den Bereich 1000K bis 1800K wirst du zusätzlich zum rot auch noch gelb brauchen. Der Anteil gelb ist zwar klein, aber nicht null. Und möglicherweise auch noch Tiefrot (~670 nm). Oder halt einfach eine Glühbirne verwenden. Hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Farbtemperatur gibt es das Spektrum von 1000K bis 20000K.
Die 1000K Kurve sieht so aus:
Danke auch für das Bild! Das hilft mir auch sehr! Kannst du mir verrraten wie du das Diagramm erzeugt hast?
Eine Glühbirne fällt leider raus, denn die soll ja genau abstrakt "simuliert" werden :-D Ich hätte gehofft den Gelb anteil aus der dedizierten 1800K LED zu bekommen in dem ich die ganz "leicht reinmische".
Mich verwundert zu den 1000K nur das die in der CIE1931 in diesem Diagramm quasi auf der schmalbandigen Line bei ca. 605nm liegt: Bild
Deshalb dachte ich könnte ich die einfach gegen eine Rote LED ersetzen (hatte nur eine 620nm zu Hand, besser wäre natürlich amber mit 605nm)

Die Simulation wird mit farbigen LEDs (rot, tiefrot oder gelb) nur bedingt gut funktionieren, befürchte ich. Anders als eine extrem gedimmte Glühlampe würden diese LEDs keine gleichmäßig verlaufenden Spektren erzeugen sondern die typischen deutlichen Peaks.
ja die Erfahrung musste ich leider machen! Es dadurch wirkt es sehr unnatürlich...
ARRI Orbiter und andere hochwertige Filmscheinwerfer arbeiten genau so. Also mit Phosphor RED, Phosphor Orange und hier ist auch noch ein Phosphor Lime dabei + 3 weitere reine Farb-LEDs. Wirklich weiße LEDs werden da gar nicht mehr eingesetzt. Für deinen Fall kann man das aber abkürzen. 3.000K. Phosphor Red & Phosphor Orangen sollte den relevanten Bereich abdecken.
Ja stimmt die Leuchte hatte ich mir auch schon angekuckt! Das mit den Phosphor LEDs ist ja mal ein klasse Tip! Das könnte tatsächlich besser funktionieren, wenn die ein breiteres Band haben. Kennst du bezugsquellen wo es einfarbige Leuchdioden mit Phoshor Farberzeugung gibt? Oder kennst du einen (Fach-)Begriff nach dem ich googlen kann?
Borax
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Mo, 19.12.22, 17:00

Kannst du mir verrraten wie du das Diagramm erzeugt hast?
Die (animierte) gif Datei bei Wiki runterladen und die einzelnen gif Dateien exportieren. Geht z.B. mit Irfanview

In gelb habe ich eine Phosphor Converted LED gefunden: https://www.mouser.de/ProductDetail/ams ... mAOQPLw%3D
spacyaldesign
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Mo, 26.12.22, 13:19

Ich werde es nun versuchen mit Phosphor-LEDs zu lösen... Nichia hat eine große Bandbreite der PC-LEDs (so nennt man die wohl), von denen es glaube ich einen Teil sogar bei lumitronix gibt..... hier die serie: https://led-ld.nichia.co.jp/en/product/ ... g_dmc.html
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